小拳拳锤你胸口!那是螳螂虾的必杀技(我要螳螂拳)

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兵者不祥之器,非君子之器,不得已而用之,恬淡为上。

《道德经》

若是为动物界列一份杀手榜单,雀尾螳螂虾(Odontodactylus scyllarus)必然榜上有名。

顶尖杀手雀尾螳螂虾。图片:Georgette Douwma / NPL 

极限兵器

要成为强大的杀手,趁手的兵器必不成少。雀尾螳螂虾的兵器是它们的第二对颚足——掠足,而那对兵器堪称动物世界最奇奥、最惊人的兵器。按照掠足形态,和利用它们的“武术”差别,能够将螳螂虾分为两个类型:“刺穿型”和“破坏型”。

形形色色的掠足。图片:Michael Bok

“刺穿型”螳螂虾像螳螂一样,用掠足擒抓小鱼之类敏捷的猎物,然后再用爪尖尖利的针刺扎入肉里;而雀尾螳螂虾如许的“破坏型”选手,则是以身披重甲,动作迟缓的动物,如贝类为目的。

雀尾螳螂虾正在攻击一只寄居蟹。图片:Solvin Zankl / NPL

“破坏型”螳螂虾掠足的第一个关节,甲壳出格厚重,膨大成圆球状,那是它用来锤击猎物,破坏甲壳的兵器。利用“破壳法”捕食的动物,往往采纳“撬棍战略”(迟缓持续地施力,把猎物撬开)和“锤子战略”(在0.1秒至1秒的时间里,倡议屡次重击)来达成目标。螳螂虾利用的战略类似“锤子战略”,但却有所差别,因为它的冲击速度和力量,都远远超出了“锤子”的数量级。

鲜艳的圆球状掠足。图片:Silke Baron / flickr

超强攻击!Physics Girl / YouTube

螳螂虾的强大来源于它奇特的“蓄力”和“施力”过程。螳螂虾的掠足,从外往里数的最初也更大的一截“腿”,叫做长节(merus),那段肢体的外壳富有弹性,能够像弹簧一样贮存力量。掠足上有一个类似“门栓”的“锁扣”构造,在蓄力过程中,伸肌收缩,“门栓”锁住掠足,让它无法伸开,跟着力量的增加,长节的“弹簧”逐步压缩。紧接着,“门栓”松开,掠足一会儿弹出,霎时释放冲击。以镰状独指虾蛄(Gonodactylaceus falcatus)为例,它的蓄力时间需要700微秒,而“门栓”松开仅需2微秒。

某种螳螂虾的掠足放大图。图片:Michael Bok

掠足是一个极高效的力量放大器。雀尾螳螂虾全速弹出掠足的时候,加速度到达惊人的104公里每秒,一次冲击仅耗时几十毫秒,却能够释放1501牛的力,那个力相当于它本身重量的2600倍。

螃蟹:哎呀妈呀,脑瓜疼,脑瓜疼。图片:Mantisman / YouTube

螳螂虾还具备一种无形兵器:水下爆炸。雀尾螳螂虾的掠足会鞭策四周的水,构成极高速的水流,让水压突然降低。水汽化构成气泡,那叫做空蚀现象(Cavitation)。因而,雀尾螳螂虾的锤击具有“一箭双雕”的效果,一次冲击产生两次能量释放,第一次是掠足发出的“拳击”,第二次是气泡在水压下瓦解释放的能量(相当于“拳击”的50%~280%)。气泡“爆炸”的能量是如斯之大,有时以至会产生闪光和几千度的高温。

双重冲击。图片:BBC Earth Unplugged

慈善为怀

身怀如斯利器,螳螂虾想必是神挡杀神,佛挡杀佛的天杀星了?奇异的是,螳螂虾冲击猎物非常凶猛,看待同类,却十分“慈善为怀”。不到万不得已,绝不下杀手。

雀尾螳螂虾的亲戚,指虾蛄科(Gonodactylidae)的成员,在同类对战时,有一整套严酷且“平安”的法式。起首,抬起头胸部,展开触须,举起掠足,许多螳螂虾的掠足上还有鲜艳的黑点,让本身的动做显得愈加夸大夺目。接下来,两方像跳舞一样摇摆触须,用触须对敲。最初,则是战斗的重头戏——捶打尾巴:一方把身体卷起来,用尾巴朝着对方的头,另一方则挥出小锤锤,猛击像盾牌一样挡在面前的尾扇。

螳螂虾武力值高,颜值也不低。Solvin Zankl / NPL 

学名Neogonodactylus wennerae的螳螂虾,尾巴的甲壳厚度是腹部的1.5倍,尾巴上凸起的“棱”的甲壳厚度更是到达了腹部的两倍,那个构造既有刚性又有韧性,能够像拳袋一样吸收冲击。

大大都时候,两只螳螂虾的战斗都能够“兵不血刃”地分出高低,弱者主动让步,制止受伤。在Neogonodactylus bredini那种螳螂虾里,超越九成的战斗都是如许完毕的。只要在少少数情况下,螳螂虾会展开掠足,用尖利的尖端去刺穿对方的腹部,形成致命伤。

一只略有些魔性的Neogonodactylus bredini。图片:DUKE UNIVERSITY / eurekalert.org

在动物世界里,大大都同类动物的战斗,都遵照一套“逐渐晋级”的法式,抵触烈度逐渐进步,大大都动物都在战况开展到“白热化”之前,弱的一方城市自认不如,主动让步,从而制止流血。

马鹿(Cervus elaphus)固然有铁叉般的鹿角,最常用的战斗法子,却是大吼“战歌”,较弱的挑战者听到那可怕的声音,就会不战而退。北象海豹(Mirounga angustirostris)宛若海兽中的相扑力士,它们用胸脯碰击沙岸,让合作敌手通过空中的震动,晓得它庞大的体重和力量。寄居蟹的大钳子,能够把敌手的外壳碾得破坏,大大都时候,却只呆在本身的领地里,上下挥舞钳子吓唬仇敌。一些鱼的战斗办法是彼此咬住下巴和嘴唇,那里的皮出格厚,底子无法形成有效危险。另一些鱼更为文雅,它们死力展开鳍和鳃盖,让本身看上去更强大、更夺目,诡计不战而屈人之兵,吓跑敌手。为了加强那种视觉效果,它们粉饰着绚烂的色彩,让它们的战斗似乎漂亮的跳舞,而不是不共戴天的搏杀。

暹罗斗鱼即便斗殴也像跳舞。图片:da nokkaew / Flickr

兵者凶器

动物进化出了凶残的兵器,但它们似乎晓得“兵者为凶器”,和同类对打的时候,老是非常胁制。那削减了天然界里的流血和杀戮,但也给我们留下了一个进化的谜题: 

若是有一只螳螂虾,在和同类的战斗中,不遵守“捶打尾巴”的规则,而是狂突猛冲,把对方打成两段,它岂不是所向披靡了?顺带一提,日语用“猪突猛进”来描述向前猛冲的兵士,现实上,达尔文在他的著做《人类由来与性选择》早就留意到,公野猪对打固然剧烈,但受伤其实不多,因为它们要么是獠牙相碰,要么是獠牙扎到肩膀上,公野猪的肩膀皮肤底下,有一层巩固的软骨“盾牌”。也就是说,猪的战斗也是有所胁制的。

一只看起来不太好惹的雀尾螳螂虾。Birgitte Wilms / Minden Picture

第一个试图处理那个问题的人,是获诺贝尔奖的动物行为学家康拉德·洛伦兹(Konrad Lorenz)。他说,动物在战斗中,之所以表示得很有节造,是为了“保种”——包管物种不灭绝。洛伦兹认为,动物都有进化而来的,胁制本身攻击的本能,那些身具强悍兵器的动物,那种胁制的力量尤其强大。若是螳螂虾没有一点“仁慈谦让”,把敌手打得稀巴烂,那个物种很快就会因自相残杀而灭绝。

研究过各类动物之后,洛伦兹的兴趣投在了人类身上。人类不像螳螂虾那样,生成身具利器,按照他的假说,我们胁制本身杀戮的本能,也不见得多么强。但我们用手艺武拆本身,钢刀、枪炮、核武比任何螳螂虾的掠足都强大,恐惧的是,我们本能的“胁制”是如斯“微弱”,在“神兵利器”的面前,就像是薄薄的蛋壳要阻遏洪水。

洛伦兹履历过二战,对人类战争的恐惧记忆犹新,他预言,我们总会碰到,战争两边的兵器都能够扑灭敌手的一天,那时我们该怎么办?

上兵伐谋

洛伦兹在动物行为学上勋绩赫赫,但他也有许多错误。在他之后,进化论那个生物学的收柱思惟,发作了严重变革。我们如今认为,动物底子不会为了“保种”而斗争。天然选择的目的,不是“包管种族的保存”,而是“包管本身基因的传布”。

那么,螳螂虾在战斗中表示得如斯“胁制”,又是为何呢?理论进化学家梅纳·史姑娘等人,把博弈论引进了进化生物学,得到了全然差别的谜底:各人都不“穷逃猛打”,不是为了“保种”,而是因为“穷逃猛打”对“小我”原来就没有什么益处。史姑娘引导我们,用“战略”去思虑动物学的良多问题。若是一只螳螂虾费尽气力,把它的敌手打死,本身也会精疲力尽,以至受重伤,并且它杀掉一个仇敌,也为此外仇敌除掉了合作敌手。总之,坚强则折,“穷逃猛打”在良多时候,并非好战略。

有穷逃猛打的功夫,不如多吃点。图片:Solvin Zankl / NPL 

比拟之下,“逐渐晋级”的战斗,固然不那么“酷”,却对战斗两边的基因传布,都有好处。两方虚张声势地比画一番,弱者自愧不如,主动撤退。对强者天然是功德,对弱者也能够制止无意义地受伤,以至失去人命。若是两方实力相当,再晋级为烈度更高的抵触,更切确地比力实力,其实难定胜败,才起头存亡斗。螳螂虾越大,尾巴吸收冲击的才能越强。所以捶打尾巴,是一种很有效的权衡对方实力的体例。

不外,那种“不战而屈人之兵”的战法,又给我们提出了一个新的谜题。若是对打一起头,两边都在用虚张声势的战术,好比捶打尾巴或者大吼大叫,比力弱的一方,似乎完全能够吼得更高声,或者加厚尾巴的甲壳,假拆本身比现实的样子更强。归正用不着正面比武,做出一副外强内弱的样子,把对方吓走,不是很伶俐的战略吗?

动物可能会通过外形来虚张声势。图片:Roy / L. National Science Foundation

谜底是由另一位动物学家扎哈维(Amotz Zahavi)供给的。进化是两边的,骗子能够进化出“棍骗”的才能,上当者也能够进化出“洞察圈套”的才能。动物会选择那些无法做假的特征,来权衡对方的实力。什么特征是无法做假的呢?扎哈维的谜底简单粗暴:最贵的那些!

一小我有着结实的大腿而不是清楚的腹肌,在健身圈里更容易得到崇敬,因为腿部肌肉练起来,要比腹肌辛苦良多。在动物世界,一双粗壮的大腿也长短常高贵的,要消耗良多营养才气长成,并且肌肉增加了,即便是待着不动,也会消耗更多的能量。所以一个弱小的动物,底子不克不及长成强壮的大腿。

强大的掠足,也不是随意能长出来的。图片:Solvin Zankl / NPL 

因而,良多动物都进化出华美而豪侈的兵器,既浪费时间又吃力的夸耀“跳舞”,以至在战斗中成心空门大开,表露本身的弱点,来证明本身的强大。另一种利用大腿做为肉搏兵器的虫豸——紫茎甲(Sagra femorata),雄性的后腿非常粗壮,但底子不合适走路。它走路只用前两对腿,后腿那对庞大的兵器则在死后拖着,像个今天刚做过深蹲,今天肌肉酸痛难忍的健美选手。

 蹲腿蹲过了,爬不动了。图片:Dinesh Valke / Wikipedia

将来难测

扎哈维告诉我们,庞大、豪侈的兵器,能够诚笃地展现本身的实力。所以兵器看上去虽凶残,却带来了和平。兵器摆着不消,也足够震慑对手,让比力弱的仇敌不战而退,那就制止了良多战斗。

像洛伦兹一样,另一位进化生物学家埃姆伦(Douglas J.Emlen),面临动物的战争和兵器,也联想到了人类。和动物的斗争一样,人类之间的战争,也能够通过“逐渐晋级”的形式停止。从夸耀武力,到疆域抵触,再到大范畴抵触。就好像螳螂虾从展开掠足到捶打尾巴,再到刺穿肚子。而庞大、高贵的兵器,例如核兵器、航空母舰、战斗机,也像虫豸的大腿一样,展现着一个国度的实力,能够吓退挑战者,从而带来(暂时的)和平。

雀尾螳螂虾的掠足和人类的核弹,在某些方面其实是一样的。图片:Solvin Zankl / NPL 

洛伦兹的预言(部门)生效了,人类在战争中,第一次拥有了能扑灭两边,以至扑灭人类文明的兵器。 但是,胁制我们不去利用那些兵器的,不是底子不存在的人类“保种”本能,而是我们对庞大兵器的畏惧。即便夸耀兵器,能够处理大大都的争端,螳螂虾之间的斗争,总有极小的一部门,从捶打尾巴上升到彼此刺穿。不外我们起头“刺穿”的时候,利用的不是掠足,而是核弹。

若是“人和动物”的类比成立的话,我们不能不担忧,那种“坐在火药桶”上的和平,到底有多可靠呢?若是战争的烈度晋级到无法再升,那时我们该怎么办?

我没有谜底。

良多问题就是没有谜底。

本文是物种日历第4年的第287篇文章,来自物种日历做者@红色皇后。

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